§ Расчет направляющих скольжения

Расчет ведется исходя из обеспечения необходимой износостойкости и жесткости.

Для обеспечения износостойкости ограничивают допустимые давления на рабочих гранях направляющих.

Если собственная жесткость сопряженных базовых деталей, существенно больше контактной жесткости направляющих, то давление на рабочих поверхностях определяют приближенным методом, пренебрегая собственными деформациями деталей и рассматривая относительный поворот и смещение деталей как твердых тел из-за деформации поверхностных слоев. К таким деталям относят суппорты токарных, карусельных, зубофрезерных станков, шпиндельные головки фрезерных станков, стойки и т.д.

В случае, когда собственная жесткость базовых деталей примерно равна контактной жесткости направляющих, расчет ведут по теории балок и плит на упругом основании. К этой группе относят ползуны карусельных и долбежных станков, суппорта и длинные столы фрезерных, продольно-строгальных станков и т.д.

§ Направляющие качения

1

2

1. Направляющая

2. Ролики

3. Обойма

Тела качения – шарики или ролики.

Схема 1. – без возврата тел качения

Схема 2. – с возвратом тел качения.

Число тел качения не должно быть менее 12, т.к. их уменьшение дает снижение точности движения.

Чрезмерное увеличение ведет к тому, что большое число тел – нагружены частично.

Предварительный натяг в направляющих качения создается двумя способами – пригонкой размеров или регулируемыми приспособлениями.

Направляющие с замкнутой циркуляцией выполняются без сепаратора, с потоком шариков или роликов.

Направляющие качения имеют хорошие характеристики трения, плавность движения, точность, малое тепловыделение.

Недостаток – высокая стоимость, чувствительность к загрязнениям.

§ Комбинированные направляющие качения-скольжения

Имеют облицовку граней скольжения полимерными материалами.

Элементы качения могут быть на основных, боковых или вспомогательных гранях. Остальные грани выполняют как поверхности скольжения.

Роликовые опоры на основных горизонтальных гранях применяются в направляющих тяжелых узлов (столы тяжелых фрезерных станков, суппорты тяжелых токарных станков и т.п.).

Направляющие с боковыми гранями качения используют в расточных, многооперационных, токарных, вертикально-фрезерных станках и т.д.

§ Гидродинамические, гидростатические, аэростатические направляющие. Особенности конструкции

1. Гидродинамические направляющие.

Гидродинамический эффект (эффект всплывания подвижного узла) создается клиновыми скосами выполненными на рабочей поверхности направляющих. В образованные зазоры при движении затягивается масло, разделяя трущиеся поверхности.

Преимущества – простота конструкции, хорошая работа при высоких скоростях скольжения.

Недостаток – нарушение жидкостной смазки в периоды разгона и торможения подвижного узла. Применяются в продольно-строгальных, карусельных станках.

2. Гидростатические направляющие.

Открытые Замкнутые

Гидростатические направляющие имеют карманы, куда под давлением подается масло. Вытекая через зазор h, оно создает масляную подушку. По характеру воспринимаемой нагрузки направляющие делятся на открытые и замкнутые.

Открытые – для восприятия прижимных нагрузок. Замкнутые – воспринимают опрокидывающие моменты.

Применяются в карусельных, продольно-фрезерных станках.

Грузоподъемная сила.

, где

Q – расход смазочного материала;

F – площадь опоры;

К_F и К_g – коэффициенты геометрических параметров опоры и кармана;

h – зазор;

μ – коэффициент динамической вязкости.

Преимущества – обеспечивают смазку при любых скоростях резания.

Недостатки – сложность системы смазывания.

3. Аэростатические направляющие.

По конструкции аналогичны гидростатическим направляющим.

Недостатки – малая нагрузочная способность, плохое демфирование.

Преимущества – низкий коэффициент трения, при отключении подачи воздуха – быстрый контакт поверхностей с большим трением.